帶有運動控制系統的全自動化機械

對于機械制造商來說，性能和成本費用的壓力在不斷地增加。即使在執行機構的技術領域里，為了滿足日益提高的新要求，開創新的控制結構是絕對必要的。今天，以電子傳動系統為基礎的運動控制，其提供的靈活性大大增加，采用機械系統是永遠不可能達到的。
Pilz公司提供的 primo 裝置是專門為包裝機械設計的，使用靈活，同時也適用于其他類似要求的應用領域。
primo 裝置為完成普通結構的替代和實現系統的擴展提供了機遇。根據客戶的要求，采用PMC（Pilz運動控制）primo控制系統，或者與一個主控制系統（例如PLC, IPC）連接，自動化功能就能全面得到實現。這一點令包裝機械制造商特別感興趣。
PMC primo控制系統是一種高性能的產品系列，能夠滿足各種要求，實現全自動化功能，包括完成各種復雜的運動順序。它根據各自的要求發出指令，選擇合適的解決方案。以控制器為基礎的PMC primo16+控制系統，帶有分離式動力元件，適用于多軸控制，應用十分靈活，但需要較大的空間。
PMC primo傳動控制系統帶有一個積分動力元件，利用它可控制多達9個傳動裝置。
適用于少量和中等數量控制軸的開放式成套系統
帶有積分傳動裝置的控制系統是專門設計的，適用于少量或中等數量的主軸控制。在獨立模式的局域網絡之中，它可進一步操作和控制8個以下的傳動裝置。在采用這種結構的情況下，裝有PMC primo控制系統的傳動裝置具有中央控制器的功能。
該系統具備全自動化所需要的一切功能。它具有傳統的I/O輸入/輸出擴展接口及便于有效編程和遠距離維護的以太網服務接口，還包括結構小巧的閃存卡插口。它可通過CAN、Modbus或PROFIBUS等進行通信聯絡，這一功能使整個系統處于十分開放的地位。
由于采用9軸同步聯動作為8個電子凸輪運行，集成的軟PLC可以依照IL編碼形式對1000個指令進行掃描，其掃描時間少于50微秒。這種集成硬件的設計，適合于高速運行，操作簡單。除了采用電池的RAM緩存器作為剩余數據儲存外，還為用戶提供了一個2 Mbyte的閃存器。這就是說，所有與項目相關的數據都可以儲存在系統內。
這一裝置具有一種新的功能特點，即能夠按照DIN 66025標準（為數控機床設計的專用程序），執行多維運動控制。例如，在入門應用過程中，它可以實現簡單的標準化編程。運動控制可通過文本或軟PLC編程界面上的圖像來進行編程。最佳化時效的運算法則與軸的操作是否采用插補方式或是否采用現有的凸輪盤功能無關。軟PLC的短時掃描時間是始終可以保持不變的。
網絡功能成全了大量的軸傳動系統
在獨立模式狀態下，以控制器為基礎的PMC primo 16+系統可以作為多達16根軸的中央控制器。其性能數據與傳動裝置相關的性能數據相符，因為其內部設計是一致的。這就是說應用程序將可以在這兩個系統上運行，而不需要作任何修改。
其不同點在于可擴展的現場總線選項和系統接受大量主軸的網絡功能上。如采用幾個PMC primo 16+系統裝置，就有可能執行分散式運動控制單元，幾乎能夠控制無限的主軸數量。其中一個特別的好處是：用戶可以實現高動態時鐘速度，從而達到高精度水平的目的。該系統的概念性設計可以使控制軸多達700根。在實踐中所采用的自動化解決方案，控制軸數量已多達53根。如需要對一臺以上的機器，例如對成套生產工藝流程實現自動化時，上述這類挑戰就能充分顯示出它自身的價值。除此之外，還需要采用相應的運輸和傳送技術來控制進給和輸出傳動裝置。
因此，只要采用一種產品，就可提高整個系統的靈活性和性能，這只有通過帶有高端運動控制系統和一個集成的PLC的分散式傳動技術才能實現。
從一個界面實現全自動化
集中式以太網界面使其能夠接近整個系統，因此，也有利于所有連接軸的編程和診斷。不管分散設計的情況如何，從用戶的觀點來看，整個系統代表了它本身是以一個集中的系統而存在，因為軸的區分是在背景中自動發生的。
其最重要的特點是：所有的元件和數據都包含在單一的用戶工程項目之中，并且在Pilz公司新一代的傳動集成運動控制系統中得到了實現。
在實際應用中，傳動裝置的設定和凸輪的生成扮演了很重要的角色，但首先取決于聯動軸的相互關系。幾乎在所有的包裝機械中情況都是如此。用戶的這些重要工具現在都被綜合利用到編程界面之中。由于其簡單直覺、易于操作，不存在多余的界面，設計工程師可以節約很多開發時間和成本費用。如與編程相比較，其各項參數可以使整個系統更易于使用，并可減少創建一個新應用程序所需的工作量。在包裝機械更新升級時，這些優越性確實就能自然而然地體現出來。
儲存于數據庫中的預定義功能塊是形成這一簡單工藝流程的基礎。其中心功能是建立起與公共程序的連接，并將在那兒產生的數據和參數儲存起來。功能塊可以隨心所欲地在項目范圍內使用，例如，驅動參數可以在每次重復起動時下載，或以另一種替代方式，只從服務菜單中下載。當數據被轉存到用戶項目中時，就能生成一個新的功能塊，這是數據庫原功能塊的修正版本。這樣，每個驅動裝置或凸輪被指定作為其自己單獨的數據記錄。對于驅動參數而言，這聽起來好像是當然的事情，但對于一個凸輪的生成而言，這具有特別重要的意義。
“凸輪生成器”為軸校驗提供支持
在一個有效程序中，用戶可以對凸輪作出定義是否應保持靈活，如果是這樣，要明確是哪個部件，以便能夠通過參數，根據生產過程中的變化，對傳動裝置進行調節。一旦有效程序關閉，凸輪參數被儲存到功能塊之中，其中可變的部分， 例如圓角點是作為輸入值生成的，然后這些數值可以通過現場總線或操作員終端，在程序周期范圍內重新設定和修改。
這一程序給用戶提供了一個觀察凸輪圖像的機會，而且使他們在任何時候都可以在機器上修改這些圖像。“凸輪生成器”可幫助用戶選擇加速值和制動值，從而保證傳動機構在運動時不發生搖晃現象。這樣就可以大大縮減調試設定時間。
除了簡單明了以外，這種在項目范圍內儲存全部機器數據的功能也帶來了其他正面的效果。PMC primo裝置裝有一個很大的內部閃存器，它允許在任何時候將全部數據上載到編程界面上。采用這樣的方式，目前的項目可以儲存到當地的設備之中，如可能，還可儲存到小巧玲瓏的閃存器上。當需要服務使用時，這一項目可拷貝到服務用的PC機上，使其立即起動有效的診斷裝置。
如果裝置需要交換，可使用可拆卸的數據存儲器，其好處是“即插即用”。此外，由于其簡單易用，因此，只要用插卡起動硬件，就可以重新自動地將所有數據儲存到裝置中。
許多用戶希望從一個界面來達到全面自動化；由于有了PMC primo控制器系列產品及現在的軟PLC裝置，終于使這種希望變成了現實。采用與大范圍系列的測試型運動控制功能塊和軟PLC界面相結合的使用方式，擴展后還包括“凸輪”和“驅動設定”功能，這一切為機械制造商和最終用戶提供了一種能夠用于獨立和快速執行復雜應用程序的工具。